로봇이 로봇 가공에서 CNC 기계를 능가할 수 있습니까?

로봇 가공은 CNC 기계를 공룡의 길로 보내고 있습니다! 하지만 로봇이 정말 기계 가공에 적합할까요?

아직 들어보지 못했다면 로봇이 새로운 CNC 기계입니다!

기존 CNC 기계가 공룡의 길을 갈 수 있습니까? (즉, 수백만 달러의 영화 프랜차이즈로 바뀌기보다는 멸종되었지만 "CNC World 3"는 기꺼이 보고 싶습니다.)

지난 10년 동안 밀링, 폴리싱, 디버링, 절단 등 다양한 작업에 기존 공작 기계 대신 로봇이 사용되기 시작했습니다.

하지만 로봇 가공이 전용 공작 기계를 능가할 수 있습니까? 알아봅시다.

로봇 가공… 정말요?

로봇 가공에 대한 아이디어가 처음이라면 약간 회의적일 수 있습니다. 로봇은 일반적으로 CNC 기계의 가장 중요한 속성으로 간주되는 강성으로 알려져 있지 않습니다. 그러나 로봇 가공에는 이러한 단점을 능가할 수 있는 몇 가지 큰 이점이 있습니다.

거대한 얼음 덩어리가 있다고 상상해 보세요.

다가오는 비즈니스 만찬을 위해 회사 CEO의 유머러스한 얼음 조각상을 만들고 싶습니다. 그러나 손으로 얼음 조각을 배울 기술도 시간도 없습니다. CNC 기계로 가득 찬 기계 공장에 접근할 수 있지만 모든 기계가 너무 작아서 얼음 블록에 맞지 않습니다.

하지만 로봇이 있습니다.

이것은 바로 로봇 가공에 완벽한 종류의 응용 프로그램입니다. 상대적으로 부드러운 재료로 만들어지고 대부분의 CNC 기계로는 달성할 수 없는 복잡한 가공 경로가 필요한 기존 공작 기계에는 너무 큰 공작물이 포함됩니다. 이것이 로봇 가공이 특히 신속한 프로토타이핑 작업에 인기가 있는 이유입니다.

그러나 다음과 같이 생각할 수 있습니다. 우리 제품을 정확하게 가공하고 싶습니다. 로봇 가공이 가능할까요?” 아마도.

로봇 대 CNC 기계:쌓이는 방식

5가지 중요한 속성을 비교하여 두 기술의 차이점을 분석해 보겠습니다.

1. 정확도

가공 정확도는 아마도 사람들이 CNC 기계의 성능을 결정하는 데 사용하는 최고의 속성일 것입니다. 기계가 정확하지 않다면 어떻게 고품질 제품을 만들 수 있겠습니까?

공작기계의 정확도는 계속해서 향상되고 있습니다. 고급 기계는 20-50미크론의 정확도를 달성할 수 있습니다. 소위 "세계에서 가장 정확한 선반"(2001년에 만들어졌으며 두드려본 적이 없는 것 같습니다)은 0.2미크론의 정확도를 가지고 있습니다.

로봇 정확도는 지난 몇 년 동안 향상되었습니다. 산업용 로봇은 반복성에 가깝게 보정할 수 있습니다. 예를 들어, 100미크론의 반복성을 가진 KUKA 로봇 KR210은 최대 200미크론의 정확도로 보정할 수 있습니다.

그러나 로봇의 정확도는 올바른 보정에 달려 있다는 점을 기억하는 것이 중요합니다(오프라인 프로그래밍이 정말 정확한가? 기사에서 논의한 것처럼). 보정은 최종 사용자에 따라 달라지기 때문에 로봇 산업은 정확도보다 로봇의 "반복성"에 더 중점을 두는 경향이 있습니다.

승자: CNC 기계

2. 작업 공간

작업 공간과 관련하여 인상적인 CNC 기계가 있습니다. 나는 코끼리보다 더 큰 평판 기계를 보았다. 그러나 대부분의 작업 공간은 훨씬 더 작습니다.

반면에 산업용 로봇은 작업 공간이 넓은 경우가 많습니다. 중형 산업용 로봇의 작업 범위는 7~8입방미터입니다. 또한 로봇에 외부 축을 쉽게 추가하고 작업 공간을 훨씬 더 확장할 수 있습니다.

승자: 로봇 가공

3. 다재다능함

로봇의 가장 큰 이점은 아마도 다용성일 것입니다. 한 작업에서 다른 작업으로 쉽게 이동할 수 있습니다. CNC 기계는 밀링, 터닝, 드릴링 등과 같은 특정 작업에 탁월합니다. 로봇은 이 모든 작업과 그 이상을 수행할 수 있습니다.

로봇은 또한 대부분의 CNC 기계보다 더 복잡한 경로를 따라 이동할 수 있습니다. CNC 기계는 3~4개의 자유도(DoF)를 갖는 경향이 있습니다. 이는 많은 가공 작업에 충분하지만 제한적일 수 있습니다. 거의 모든 산업용 로봇에는 6 DoF가 있으므로 원하는 모양을 거의 가공할 수 있습니다.

승자: 로봇 가공

4. 강성

공작 기계의 강성 또는 강성은 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 강성이 낮은 도구는 단단한 재료를 만나면 움직입니다. 이것은 부정확한 절단의 원인이 됩니다. 로봇은 일반적으로 기존 공작 기계보다 강성이 훨씬 낮습니다. 로봇의 강성은 일반적으로 마이크로미터당 1뉴턴 미만인 반면 CNC 기계는 종종 마이크로미터당 50뉴턴 이상입니다.

낮은 강성 도구는 고유 진동수가 더 낮은 경향이 있습니다. 즉, 도구가 재료와 접촉할 때 진동합니다. 로봇의 고유진동수는 10~20Hz인데, 공작기계는 수백, 수천 Hz입니다.

로봇 가공은 폼, 나무, 플라스틱 등과 같은 부드러운 재료를 쉽게 다룰 수 있습니다. 그러나 강철이나 티타늄과 같은 더 단단한 재료는 로봇의 모터에 백래시를 일으켜 정확도를 떨어뜨릴 수 있습니다. .

승자: CNC 기계

5. 경제성

공작 기계와 로봇 모두 비쌀 수 있습니다. 그러나 로봇은 기존 CNC 기계에 비해 큰 작업 공간과 다용도라는 두 가지 뚜렷한 이점이 있습니다. (실제로) 모든 크기, 모양 및 복잡성의 물체를 가공할 수 있다는 것은 로봇이 더 적은 비용으로 비즈니스에 더 많은 가치를 제공할 수 있음을 의미합니다.

벨기에 몬스 대학의 연구원들은 로봇이 동일한 작업 공간을 가진 공작 기계보다 30% 저렴하다고 추정했습니다.

승자: 로봇 가공

결론

"로봇이 CNC 기계를 능가할 수 있습니까?"라는 질문에 대한 답변 확실한 "예"입니다.

하지만 한 가지 주의할 점은 애플리케이션에서 "우수하다"라는 단어가 무엇을 의미하는지에 달려 있다는 것입니다.

가공 작업에 높은 정확도와 강성이 필요한 경우 CNC 기계를 능가할 수 없습니다. 그러나 다용도, 넓은 작업 공간 및 경제성이 필요하다면 로봇 가공을 선택하십시오.

로봇 가공을 만드는 방법

로봇 가공은 쉽지만 올바른 프로그래밍 소프트웨어가 있는 경우에만 가능합니다. RoboDK에는 CAM에서 생성한 ASM 파일 또는 GCODE를 로봇의 경로로 변환하는 로봇 가공 도구가 내장되어 있습니다. 여기에서 이 도구의 비디오 데모를 찾을 수 있습니다.

또한 Stäubli RX170 hsm, ABB IRB 6660 및 KUKA KR 500-3(the 공작 기계 변형). 로봇 라이브러리에서 이러한 로봇의 모델과 수백 개 이상의 모델을 찾을 수 있습니다.

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